Uit een persbericht van de University of Cambridge:
Overblijfselen van de eerste sterren hebben astronomen geholpen dichter bij het ontsluiten van de 'donkere tijdperken' van de kosmos te komen. Een team van onderzoekers van de University of Cambridge en het California Institute of Technology gebruikt licht dat wordt uitgestraald door enorme zwarte gaten, quasars genaamd, om gassen die door de vroege sterren vrijkwamen en die miljarden jaren geleden explodeerden, te 'verlichten'. Als resultaat hebben ze gevonden wat ze de ontbrekende schakel in de evolutie van het chemische universum noemen.
Aangenomen wordt dat de eerste sterren de sleutel vormen tot een van de mysteries van de vroege kosmos: hoe het evolueerde van overwegend gevuld met waterstof en helium tot een universum dat rijk is aan zwaardere elementen, zoals zuurstof, koolstof en ijzer.
Hoewel telescopen licht kunnen detecteren dat de aarde bereikt op miljarden lichtjaar afstand, waardoor astronomen in de tijd kunnen kijken over bijna de hele 13,7 miljard jaar durende geschiedenis van het universum, blijft er één waarnemingsgrens over: de zogenaamde 'donkere leeftijden. ' Deze periode, die een half miljard jaar na de oerknal duurt, eindigde toen de eerste sterren werden geboren en is ontoegankelijk voor telescopen omdat de gaswolken die het universum vulden niet transparant waren voor zichtbaar en infrarood licht.
“We zijn erin geslaagd om miljarden jaren geleden in de donkere middeleeuwen te kijken met behulp van het licht van een quasar in een verre melkweg. Het licht vormt een achtergrond waartegen elke gaswolk op zijn pad kan worden gemeten, 'zei professor Max Pettini van het Cambridge Institute of Astronomy (IoA), die het onderzoek leidde met promovendus Ryan Cooke.
Door nauwkeurige metingen te doen met behulp van 's werelds grootste telescopen in Hawaï en Chili, hebben de onderzoekers Quasar-absorptielijnspectroscopie gebruikt om gaswolken te identificeren die' gedempte Lyman-alfasystemen '(DLA's) worden genoemd. Onder de duizenden bekende DLA's is het team erin geslaagd om al heel vroeg in de geschiedenis van het universum een zeldzame wolk te vinden die door een ster is vrijgegeven.
"Zoals beoordeeld naar de samenstelling ervan, is het gas een overblijfsel van een ster die maar liefst 13 miljard jaar geleden explodeerde", legt Pettini uit. "Het biedt de eerste analyse van het interieur van een van de vroegste sterren van het universum."
De resultaten bieden experimentele observaties van een tijd die tot nu toe alleen met computersimulaties kon worden gemodelleerd, en zullen astronomen helpen hiaten op te vullen om te begrijpen hoe het chemische universum zich heeft ontwikkeld.
“We ontdekten kleine hoeveelheden elementen in de wolk in verhoudingen die heel anders zijn dan hun relatieve verhoudingen in normale sterren vandaag. Het belangrijkste is dat de verhouding tussen koolstof en ijzer 35 keer groter is dan gemeten in de zon, 'zei Pettini. “De compositie stelt ons in staat om te concluderen dat het gas is vrijgegeven door een ster die 25 keer zo zwaar is als de zon en oorspronkelijk alleen bestond uit waterstof en helium. In feite is dit een fossielenbestand dat ons een ontbrekende schakel geeft naar het vroege universum. ”
De studie werd gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society door Ryan Cooke, Max Pettini en Regina Jorgenson aan de IoA, samen met Charles Steidel en Gwen Rudie aan het California Institute of Technology in Pasadena.
